CN210377104U - 基于rs-485通信的多通道模拟量输出数据采集模块 - Google Patents
基于rs-485通信的多通道模拟量输出数据采集模块 Download PDFInfo
- Publication number
- CN210377104U CN210377104U CN201921654761.3U CN201921654761U CN210377104U CN 210377104 U CN210377104 U CN 210377104U CN 201921654761 U CN201921654761 U CN 201921654761U CN 210377104 U CN210377104 U CN 210377104U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- output
- microcontroller
- data acquisition
- acquisition module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract description 53
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 12
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种基于RS‑485通信的多通道模拟量输出数据采集模块，包括数字量输入电路、第一电气隔离电路、微控制器、第二电气隔离电路、D/A转换电路、模拟量输出电路、第三电气隔离电路、RS‑485收发器和电源电路，数字量输入电路的输出端经第一电气隔离电路与微控制器连接，数字量输入电路具有多路数字量输入通道，模拟量输出电路的输入端与D/A转换电路的输出端连接，D/A转换电路的输入端经第二电气隔离电路与微控制器连接，模拟量输出电路具有多路模拟量输出通道，RS‑485收发器经第三电气隔离电路与微控制器连接，电源电路为整个模块提供稳定的工作电压。本实用新型适用于输出电压和电流信号来控制现场设备。
Description
技术领域
本实用新型属于数据采集模块技术领域，具体涉及一种基于RS-485通信的多通道模拟量输出数据采集模块。
背景技术
在工业控制过程中，经常需要对现场的数字量输入信号进行采集，并通过分析输出模拟量控制调节阀、变频器等现场设备。为此，有必要设计一种基于RS-485通信的多通道模拟量输出数据采集模块。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种基于RS-485通信的多通道模拟量输出数据采集模块。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种基于RS-485通信的多通道模拟量输出数据采集模块，包括数字量输入电路、第一电气隔离电路、微控制器、第二电气隔离电路、D/A转换电路、模拟量输出电路、第三电气隔离电路、RS-485收发器和电源电路，所述数字量输入电路的输出端经第一电气隔离电路与微控制器连接，所述数字量输入电路具有多路数字量输入通道，所述模拟量输出电路的输入端与D/A转换电路的输出端连接，所述D/A转换电路的输入端经第二电气隔离电路与微控制器连接，所述模拟量输出电路具有多路模拟量输出通道，所述RS-485收发器经第三电气隔离电路与微控制器连接，所述电源电路为整个模块提供稳定的工作电压。
优选地，所述模拟量输出电路包括增益调整电路、平滑滤波器以及V/I转换电路，所述D/A转换电路、增益调整电路、平滑滤波器以及V/I转换电路组成了后端电路。
优选地，所述数字量输入通道的输入类型为开关触点信号或电平信号。
优选地，所述模拟量输出通道的输出类型为电压输出或电流输出。
优选地，还包括看门狗电路，所述看门狗电路与微控制器连接。
优选地，还包括EEPROM存储器，所述EEPROM存储器与微控制器连接。
优选地，还包括电源指示灯和工作状态指示灯，所述电源指示灯与电源电路连接，所述工作状态指示灯分别与电源电路、微控制器连接。
优选地，所述电源电路包含主电源电路、二级稳压电路和隔离电源电路，所述主电源电路的输出端分别与二级稳压电路的输入端、隔离电源电路的输入端连接，所述隔离电源电路的输出端分别连接有第一稳压器和第二稳压器，所述第一稳压器的输出端分别与第一电气隔离电路、第二电气隔离电路连接，所述第二稳压器的输出端与D/A转换电路连接，所述二级稳压电路的输出端分别连接至微控制器、RS-485收发器。
优选地，所述微控制器采用32位RISC CPU ARM芯片。
本实用新型具有以下有益效果：该模块可以同时输出多路的模拟量信号，还具有4路数字量输入通道，为模拟量输出提供匹配输出功能。该模块针对工业应用设计，在内部输入输出单元与控制单元之间采用电气隔离，极大降低了工业现场干扰对模块正常运行的影响，使模块具有良好的可靠性；采用带隔离的RS-485通信接口，可以避免工业现场信号对微控制器通讯接口的影响，并具有ESD、过压、过流保护。
附图说明
图1为本实用新型实施例的原理框图。
图2为本实用新型实施例的微控制器的一种电路图。
图3为本实用新型实施例的模拟量输出电路的一种电路图。
图4为本实用新型实施例的后端电路的原理框图。
图5为本实用新型实施例的A/D转换电路的一种电路图。
图6为本实用新型实施例的第二电气隔离电路的一种电路图。
图7为本实用新型实施例的数字量输入电路和第一电气隔离电路的一种集成电路图。
图8为本实用新型实施例的第三电气隔离电路与RS-485收发器的一种集成电路图。
图9为本实用新型实施例的看门狗电路和EEPROM存储器的一种集成电路图。
图10为本实用新型实施例的电源指示灯的一种电路图。
图11为本实用新型实施例的工作状态指示灯的一种电路图。
图12为本实用新型实施例的主电源电路的一种电路图。
图13为本实用新型实施例的二级稳压电路的一种电路图。
图14为本实用新型实施例的隔离电源电路的一种电路图。
图15为本实用新型实施例的第一稳压器的一种电路图。
图16为本实用新型实施例的第二稳压器的一种电路图。
图中标记：1、数字量输入电路；2、第一电气隔离电路；3、微控制器；4、第二电气隔离电路；5、D/A转换电路；6、模拟量输出电路；7、第三电气隔离电路；8、RS-485收发器；9、电源电路；10、看门狗电路；11、EEPROM存储器。
具体实施方式
为了让本实用新型的上述特征和优点更明显易懂，下面特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1所示，本实施例提供了一种基于RS-485通信的多通道模拟量输出数据采集模块，包括数字量输入电路1、第一电气隔离电路2、微控制器3、第二电气隔离电路4、D/A转换电路5、模拟量输出电路6、第三电气隔离电路7、RS-485收发器8和电源电路9，数字量输入电路1的输出端经第一电气隔离电路2与微控制器3连接，数字量输入电路1具有多路数字量输入通道，模拟量输出电路6的输入端与D/A转换电路5的输出端连接，D/A转换电路5的输入端经第二电气隔离电路4与微控制器3连接，模拟量输出电路6具有多路模拟量输出通道，RS-485收发器8经第三电气隔离电路7与微控制器3连接，电源电路9为整个模块提供稳定的工作电压。
在本实施例中，微控制器3采用32位RISC CPU ARM芯片，具体采用如图2所示的LPC2131单片机，具有非常快速的数据处理能力，可以应用在高性能和高速度的应用环境中；操作系统：实时操作系统；供电电压：+10~+30VDC，电源反接保护；工作温度范围：-40℃～+85℃；工业级塑料外壳，标准DIN导轨安装；通讯接口：隔离2500 VDC，ESD、过压、过流保护。
在本实施例中，如图3和图4所示，模拟量输出电路6包括增益调整电路、平滑滤波器以及V/I转换电路，D/A转换电路5、增益调整电路、平滑滤波器以及V/I转换电路组成了后端电路；其中，D/A转换电路5采用12位数（bit）DAC，DAC的转换精度与系统输出的精度是密切相关的，具体可以是如图5所示的DAC7565，用于将数字数据转换为模拟的电压或者电流信号；其中，增益调整电路根据需要将D/A转换电路5输出信号的幅值调整至较合适的电压，平滑滤波器实现D/A转换电路5输出信号的滤波，而V/I转换电路则将电压信号转换为电流信号。在模拟信号输出系统中，为保证模拟量输出信号的正确性以及系统的精度，对于D/A转换电路5输出的模拟量信号需要进行调理，完成这部分调理功能的电路一般称为“后端电路”，后端电路通常完成对于信号的平滑滤波、信号幅值范围的调整（如信号增益的调整）、信号类型的转换（I/V、V/I转换）等。
在本实施例中，模拟量输出的主要技术指标如下：输出路数：4路；输出类型：电压输出：0～10V，电流输出：0～20mA或4～20mA；DAC分辨率：12位；输出精度：V：±0.2%，I：±0.4%；输出斜率：可配置，电压输出：0.0625V/s～1000V/s，电流输出：0.125mA/s～2000 mA/s；具有安全启动输出和紧急输出功能，各个通道独立配置；4通道具有同步输出和顺序输出功能。如图6所示，第二电气隔离电路4包括两个TLP281光耦和一个ADUM1200数字隔离器。
在本实施例中，数字量输入的主要技术指标如下：输入路数：4路；输入类型：开关触点信号或电平信号；输入范围：高电平（数字1）：+3.5 V~+30V，低电平（数字0）：≤+1V；每个DI通道可配置为AO紧急输出匹配输入功能。数字量输入电路1和第一电气隔离电路2可采用如图7所示的电路（仅绘示出其中2路，另外2路相同），第一电气隔离电路2采用TLP281光耦，每路数字量输入通道均配置有一个TLP281光耦，2路共用1个PESD24V2L2BT防静电保护管。
在本实施例中，第三电气隔离电路7和RS-485收发器8优选但不局限于如图8所示的RSM3485C隔离收发器模块，RSM3485C隔离收发器模块是集成电源隔离、电气隔离、RS-485接口芯片和总线保护器件于一身，方便嵌入用户设备，使产品具有连接RS-485网络的功能。
在本实施例中，该模块还包括看门狗电路10和EEPROM存储器11，看门狗电路10、EEPROM存储器11分别与微控制器3连接，看门狗电路10和EEPROM存储器11优选但不局限于如图9所示的CAT1023监控电路，CAT1023监控电路是基于微控制器3系统的存储器和电源监控的完全解决方案。采用了看门狗电路10，可以在出现意外时将模块的系统重新启动，使得系统更加稳定可靠。
在本实施例中，该模块还包括如图10所示的电源指示灯和如图11所示的工作状态指示灯，电源指示灯与电源电路9连接，工作状态指示灯分别与电源电路9、微控制器3连接。其中，电源指示灯为红色指示灯，灯亮时表示模块供电正常；工作状态指示灯为红绿双色指示灯，灯不亮时表示模块没有上电或没有运行，红灯亮时表示模块初始化出错，绿灯常亮时表示模块正常运行但未与主机进行过通信，绿灯闪烁时表示模块与主机建立连接且已正常通信。
在本实施例中，电源电路9包含主电源电路9、二级稳压电路和隔离电源电路9，主电源电路9的输出端分别与二级稳压电路的输入端、隔离电源电路9的输入端连接，隔离电源电路9的输出端分别连接有第一稳压器和第二稳压器，第一稳压器的输出端分别与第一电气隔离电路2、第二电气隔离电路4连接，第二稳压器的输出端与D/A转换电路5连接，二级稳压电路的输出端分别连接至微控制器3、RS-485收发器8、看门狗、电源指示灯、工作状态指示灯等，电压更稳定可靠。其中，主电源电路9优选但不局限于如图12所示的TPS5430电源模块，二级稳压电路优选但不局限于如13所示的SP6201EM5-L-3.3电源模块，隔离电源电路9优选但不局限于如图14所示的ZY0512ES-2W电源模块，第一稳压器优选但不局限于如图15所示的LM78L05稳压器，第二稳压器优选但不局限于如图16所示的LM78L05稳压器。
本实施例的工作原理如下：该模块可以同时输出4路的模拟量信号，模拟量输出信号可以配置为电压信号输出或电流信号输出；还具有4路数字量输入通道，可以采集电平信号或开关触点信号，为模拟量输出提供匹配输出功能。该模块针对工业应用设计，在内部输入输出单元与控制单元之间采用光电隔离，极大降低了工业现场干扰对模块正常运行的影响，使模块具有良好的可靠性；采用带隔离的RS-485通信接口，可以避免工业现场信号对微控制器通讯接口的影响，并具有ESD、过压、过流保护。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，任何熟悉本领域的技术人员但凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做任何简单的修改、均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
Claims (9)
1.一种基于RS-485通信的多通道模拟量输出数据采集模块，其特征在于：包括数字量输入电路、第一电气隔离电路、微控制器、第二电气隔离电路、D/A转换电路、模拟量输出电路、第三电气隔离电路、RS-485收发器和电源电路，所述数字量输入电路的输出端经第一电气隔离电路与微控制器连接，所述数字量输入电路具有多路数字量输入通道，所述模拟量输出电路的输入端与D/A转换电路的输出端连接，所述D/A转换电路的输入端经第二电气隔离电路与微控制器连接，所述模拟量输出电路具有多路模拟量输出通道，所述RS-485收发器经第三电气隔离电路与微控制器连接，所述电源电路为整个模块提供稳定的工作电压。
2.根据权利要求1所述的基于RS-485通信的多通道模拟量输出数据采集模块，其特征在于：所述模拟量输出电路包括增益调整电路、平滑滤波器以及V/I转换电路，所述D/A转换电路、增益调整电路、平滑滤波器以及V/I转换电路组成了后端电路。
3.根据权利要求1或2所述的基于RS-485通信的多通道模拟量输出数据采集模块，其特征在于：所述数字量输入通道的输入类型为开关触点信号或电平信号。
4.根据权利要求1或2所述的基于RS-485通信的多通道模拟量输出数据采集模块，其特征在于：所述模拟量输出通道的输出类型为电压输出或电流输出。
5.根据权利要求1所述的基于RS-485通信的多通道模拟量输出数据采集模块，其特征在于：还包括看门狗电路，所述看门狗电路与微控制器连接。
6.根据权利要求1或5所述的基于RS-485通信的多通道模拟量输出数据采集模块，其特征在于：还包括EEPROM存储器，所述EEPROM存储器与微控制器连接。
7.根据权利要求1所述的基于RS-485通信的多通道模拟量输出数据采集模块，其特征在于：还包括电源指示灯和工作状态指示灯，所述电源指示灯与电源电路连接，所述工作状态指示灯分别与电源电路、微控制器连接。
8.根据权利要求1所述的基于RS-485通信的多通道模拟量输出数据采集模块，其特征在于：所述电源电路包含主电源电路、二级稳压电路和隔离电源电路，所述主电源电路的输出端分别与二级稳压电路的输入端、隔离电源电路的输入端连接，所述隔离电源电路的输出端分别连接有第一稳压器和第二稳压器，所述第二稳压器的输出端与D/A转换电路连接，所述第一稳压器的输出端分别与第一电气隔离电路、第二电气隔离电路连接，所述二级稳压电路的输出端分别连接至微控制器、RS-485收发器。
9.根据权利要求1所述的基于RS-485通信的多通道模拟量输出数据采集模块，其特征在于：所述微控制器采用32位RISC CPU ARM芯片。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921654761.3U CN210377104U (zh) | 2019-09-30 | 2019-09-30 | 基于rs-485通信的多通道模拟量输出数据采集模块 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921654761.3U CN210377104U (zh) | 2019-09-30 | 2019-09-30 | 基于rs-485通信的多通道模拟量输出数据采集模块 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN210377104U true CN210377104U (zh) | 2020-04-21 |
Family
ID=70255839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201921654761.3U Expired - Fee Related CN210377104U (zh) | 2019-09-30 | 2019-09-30 | 基于rs-485通信的多通道模拟量输出数据采集模块 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN210377104U (zh) |
-
2019
- 2019-09-30 CN CN201921654761.3U patent/CN210377104U/zh not_active Expired - Fee Related
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101995876B (zh) | M-bus总线控制器 | |
| CN103309329B (zh) | 冗余输出装置 | |
| CN210626919U (zh) | 基于rs-485通信的高精度模拟量数据采集模块 | |
| CN103176939A (zh) | 具有自动替换功能的冗余式串口通讯装置 | |
| CN210377104U (zh) | 基于rs-485通信的多通道模拟量输出数据采集模块 | |
| CN105511351B (zh) | 工业现场can总线隔离数据采集模块 | |
| CN107069649A (zh) | 一种电力负载安全运行控制系统 | |
| CN210294857U (zh) | 基于rs-485的模拟量输入输出数字量输入输出模块 | |
| CN201417302Y (zh) | 智能化电源监控模块 | |
| CN217467047U (zh) | 一种电子产品测试装置 | |
| CN208984977U (zh) | 一种新型的远程开关量控制装置 | |
| CN210294856U (zh) | 一种基于rs-485的多路计数测频数字量输入输出模块 | |
| CN210626921U (zh) | 基于rs-485通信的继电器输出隔离数字量输入模块 | |
| CN213186140U (zh) | 一种mbus主机发送电路 | |
| CN214707733U (zh) | 一种监控设备的通信电路 | |
| CN112886712A (zh) | 舰载电子式断路器模块及舰载智能配电系统 | |
| CN114977395A (zh) | 一种电池管理系统关键信号故障检测装置、方法及车辆 | |
| CN207623395U (zh) | 一种本体与二次分压板光电隔离的直流分压器 | |
| CN220020393U (zh) | 一种多通道信号采集装置 | |
| CN205103333U (zh) | 变电站变压器有载调压设备的测试装置 | |
| CN207249419U (zh) | 一种具有精准错误判别功能的级联电路 | |
| CN210380806U (zh) | 一种通信隔离电路 | |
| CN219874505U (zh) | 配电柜用电气元件状态监测电路 | |
| CN221225360U (zh) | 一种信号隔离的多路模拟信号采集电路 | |
| CN105182058A (zh) | 电池组单电池电压检测装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200421 |